1. 概述

2. 術語及縮寫：

NR:?天然橡膠

CR:?氯丁橡膠

EPDM: 三元乙丙橡膠

3. 定義

橡膠件的主要用途是保證電器件在穿過車身等物體時，保證電器件不受損害和保持穿 過物體的密封性。

4. 職責：

4.1 產(chǎn)品工程師負責橡膠件設計工作。

4.2 CAE工程師負責動態(tài)分析。

5. 橡膠件作用

橡膠件的主要用途是保證電器件在穿過車身等物體時，保證電器件不受損害和保持穿 過物體的密封性。其結(jié)構和固定方式也根據(jù)固定位置的不同而不同。

6. 橡膠件的特點

高彈性（含雙鍵）、機械強度高、減震、較高的可撓性、耐磨性、不透水、不透氣、某些合成橡膠具有耐油、耐熱、耐寒、耐燃、耐老化、耐輻射等。

7. 橡膠的種類

橡膠一般分為天然橡膠（NR）、氯丁橡膠（CR）、硅橡膠（TV）、三元乙丙橡膠（EPDM）。

7.1 天然橡膠的特性：具有良好的彈性和機械強度，有優(yōu)異的耐曲撓性，有較高的撕裂強度和 良好的耐寒性。缺點：耐老化性不大好，不耐油和臭氧，易燃。

7.2 氯丁膠的特性：耐臭氧、耐熱老化、耐油等性能較好，具有難燃性和自熄性；但耐低溫性不好。

7.3 硅橡膠的特性：耐熱性、耐寒性和耐侯性較好；缺點是不耐油。

7.4 三元乙丙的特性：耐侯性、耐臭氧、耐熱、耐腐蝕性、耐酸堿等性能都較好，而且擁有高 強度和高伸縮率；缺點：粘接性較差，且彈性沒天然橡膠好，耐油性差。

比較而言，三元乙丙的綜合性能較好，所以現(xiàn)在汽車線束用橡膠件一般選用三元乙丙材料。

8. 常用線束橡膠件的使用位置及作用

主要分以下類別：地板類膠套，防火墻類膠套，前后門膠套，尾門膠套。

9. 橡膠件基本結(jié)構

目前常用橡膠件的結(jié)構有兩種：有骨架和無骨架（導向結(jié)構的材料多為PA66）。固定方式分為單孔和雙孔固定兩種。

9.1 下圖是單孔固定無導向結(jié)構橡膠件（右前艙線束過孔橡膠件）。

9.2 下圖是雙孔固定帶導向結(jié)構橡膠件（左前門線束過孔橡膠件）。

10. 汽車過孔橡膠密封件設計標準

10.1 過孔密封件與車身飯金裝配標準。

10.2 過孔密封件與板金密封標準。

10.3 過孔密封件與板件密封標準。

11.?汽車波紋管橡膠件設計標準

11.1 滿足線束通過性

線束過孔最大部位以任意的方式穿孔，都與孔邊緣一般保持單邊5mm的間距，最小 間距在3mm以上。

11.2 滿足密封性和保持力

11.2.1 膠套裝配后，在飯金孔徑向方向，飯金面法向方向都需要有過盈量，一般在徑向方向上 過盈量0.5mm,飯金面法向方向過盈量在0.5-1.2mm。

11.2.2 膠套翻邊高度一般在0.8-1.5mm，翻邊高度需要根據(jù)飯金厚度確定

11.2.3 確保密封性，在飯金孔周圍一般要有單邊5-8mm的平面。

11.2.4 膠套最大外圍尺寸比飯金孔尺寸大單邊5-9mm,飯金必要安裝平面需比膠套最大外圍尺寸單邊至少大2mm。

11.2.5 飯金孔內(nèi)側(cè)結(jié)構尺寸，根據(jù)飯金孔大小，拉脫力大小等信息對內(nèi)部結(jié)構進行倒角、圓弧處理 以方便安裝。

11.3 滿足使用壽命

11.3.1 過孔膠套兩種失效模式（FEMA）：

11.3.1.1 膠套內(nèi)的線束在膠套未破損的情況下斷裂，

11.3.1.2 膠套內(nèi)的線束完好情況下，外層膠套破損。

11.3.2 膠套的使用壽命保證兩方面的壽命：

11.3.2.1保證膠套中線束的使用壽命,

11.3.2.2保證膠套的使用壽命。

11.3.3 為保證護套壽命，設計要素如下：

11.3.3.1線束占膠套內(nèi)部空間以四分之三為宜。線束到膠套內(nèi)壁最小間隙＞3mm ,

11.3.3.2為保證線束在膠套內(nèi)的延展性，一般采用線束在膠套的一端固定，另一端不做約束的形式。

11.3.3.3為增加膠套的延展性，膠套中部一般設計為波紋型，波峰與波谷間5mm。??膠? ? ? 套波紋管套的延展 性最大在1:1.3, 一般在延展1.15為最佳狀態(tài)

11.3.3.4 因關門狀態(tài)比開門狀態(tài)所占的時間多很多，所以一般設計膠套波紋管套在關門? ? ? 時處于自然狀態(tài)（無拉伸無壓縮），開門時處于變形狀態(tài)。也有岀于美觀考慮，將開門? ? ? 狀態(tài)時膠套波紋管套狀態(tài)設計為自然狀態(tài)的車型。

11.3.3.5 一般波紋管套在開關門時，變形形式有軸向彎折和軸向旋轉(zhuǎn)兩種形式。軸向旋? ? ?轉(zhuǎn)形式無論是內(nèi)部線束的變形量還是外部膠套的變形量都是很小的，使用壽命相應較? ? ? ? ?長。為較優(yōu)方案，應優(yōu)先選用。

11.3.3.6波紋管套的厚度一般定為1mm全1.5mm

11.3.3.7在數(shù)模設計階段需對車門的開啟關閉過程進行校對，保證膠套在此過程中不存在干涉情況，一般通過導向結(jié)構，對波紋管套在此過程中的偏向進行引導，避免岀現(xiàn)干涉

11.4 滿足裝配要求

11.4.1 滿足裝配時的操作空間，在裝配時能夠較舒適地裝配。

11.4.2 控制過盈量，法向過盈量一般不超過1.5mm,軸向不超過1mm,并通過翻邊結(jié)構，滿足過盈量的同時，減小裝配阻力。

11.4.3 膠套頭部設計以穿越飯金小1-2mm,并進行圓角處理，減小裝配時阻力。

12. 設計構想

橡膠件設計主要是根據(jù)車身的開孔位置、尺寸以及料厚等因素進行設計和考慮的。設 計時要兼顧成本考慮沿用性和通用性，加強前期設計的參與，盡量按照現(xiàn)有車型車身開孔,同時考慮整車其他產(chǎn)品是否需要在我們的橡膠件上做結(jié)構。同時做好運動分析和校核，確 保運動的始末以及過程中無干涉現(xiàn)象發(fā)生。

橡膠件典型的安裝位置

如下圖所示，為典型的橡膠件在車身上的分布位置，設計時盡量在以下位置上布置橡 膠件。

橡膠件設計應滿足以下要求：

12.1 橡膠件功能要求

橡膠件應保證產(chǎn)品的密封性、工藝性和耐久性，同時滿足外觀美觀。

12.2 顧客要求

不能因為橡膠件設計缺陷，導致漏水，干涉，提前老化等。

12.3 性能要求?

橡膠件的材料性能應該滿足要求。

13. 橡膠件的設計流程

新開發(fā)車型的橡膠件的設計流程一般可歸納為：

13.1 橡膠件的設計要在整車的設計前期及早介入。與總布置共同確認橡膠件的開孔位置，其位置的選擇要充分考慮線束的可通過性（主要考慮較大插件的尺寸）、密 封性、安裝工藝和保證產(chǎn)品安裝后無扭曲，運動和靜止無干涉。開孔尺寸爭取保持與 現(xiàn)有車型一致，盡量沿用。線束用橡膠件開口位置大致分為：前艙、四門、地板、頂篷和后背門。其中前艙開孔盡量選擇左右兩側(cè)，以保證線束走向的連貫性和避讓高溫 區(qū)。四門的開孔要確保車身側(cè)圍的開孔高度高于門飯金的開孔高度，防止水流入室內(nèi)。

由于橡膠件無法做手工件，所以對于橡膠件的數(shù)模必須利用3D軟件（取幾處特殊 點：主要是起始點、1/4點、1/2點、3/4點）做好運動分析校核和評審，方可確認。

13.2 收集相關設計參數(shù)：由電器部線束組提供過孔線束線徑和最大插件尺寸、由 總布置提供運動件的開起角度、由車身部提供飯金料厚等，獲得有效的設計輸入。

13.3 根據(jù)設計輸入設計橡膠件工藝數(shù)模。

橡膠件與飯金有過盈配合、同徑配合和橡膠件孔小于飯金孔配合三種，因此橡膠件的密封性不完全體現(xiàn)在過孔的配合上，而很大程度上依賴于飯金料厚與橡膠件卡槽 的過盈配合上。為了更好的達到密封效果，建議使用過孔配合、飯金料厚與橡膠件卡槽 的配合均采用過盈配合。對于飯金料厚與橡膠件卡槽的配合過盈量建議值：0.5?1mm。建議雙孔固定的可運動橡膠件壁厚1mm，單孔橡膠件壁厚2mm。

根據(jù)要求選用EPDM為的橡膠件材料。

不允許任何流體或類似的工藝材料（粘合劑、潤滑劑等）在接近端子/殼體的地方裝配 部件（如扣眼）。根據(jù)客戶所使用的工藝材料的放行必須通過最初的取樣來證明。

13.4 將設計好的工藝數(shù)模發(fā)給總布置，做布置可行性分析，最終出具書面的分析報告（須總布置簽字確認）；布置可行性分析沒問題后，將數(shù)據(jù)發(fā)放供應商細化和做 生產(chǎn)工藝確認；

13.5 供應商細化后的數(shù)據(jù)反饋回來，工程師確認無誤后，出二維圖紙，將圖錄入 系統(tǒng)中審批（包含3D數(shù)模和二維圖紙），發(fā)放正式數(shù)據(jù)給供應商，供應商開模生產(chǎn)送 樣。制作DVP,部門簽字確認后,發(fā)放供應商和提交項目組。

13.6確認滿足安裝要求

通過組織現(xiàn)場實車評審，簽訂評審紀要確認無問題后，在系統(tǒng)中掛圖，打數(shù)據(jù)凍結(jié)發(fā)放申請單給采購。由采購部發(fā)放正式數(shù)據(jù)給供應商。

13.7對橡膠件進行材料試驗

及時要求廠家按照DVP計劃提交樣條樣塊；按計劃提交試驗計劃給部門分項目經(jīng) 理和試驗員。將供應商提交的樣條樣塊按提交的計劃交給產(chǎn)品部進行試驗。

13.8 將公司試驗中心出具的試驗報告提供給線束組，與線束一起做總成OTS認可，并在系統(tǒng)中掛圖。

14.材料選擇

電器橡膠件主要采用的材料是三元乙丙橡膠，簡稱EPDM。EPDM有以下幾方面優(yōu)點

14.1 耐老化性好

通用橡膠中：EPDM的耐老化性是最好的。

a耐臭氧性最好：在含臭氧濃度較高的環(huán)境中不會產(chǎn)生裂口

b耐候性好：能長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用而不會發(fā)生龜裂。

c耐熱性能：可以在120°C的環(huán)境中長期使用，最高使用溫度為150°C。當溫度高于 耐熱性能：可以在120°C的環(huán)境中長期使用，最高使用溫度為150°C時乙丙橡膠開始緩 慢分解，但加入防老化劑可以改善乙丙橡膠的高溫使用性能，提高使用溫度和高溫下使用壽命。

14.2 電絕緣性好：其具有良好的電絕緣性，特別適于制造電器絕緣制品。

14.3 低密度和高填充特性

EPDM的密度是所有橡膠中最低的，即同體積的乙丙橡膠制的重量較其它橡膠重量輕。

且可以大量填充油和填充劑，降低了成本，且對物理機械性能影響不大。

14.4 良好的耐低溫性能和沖擊彈性

其彈性僅次于NR。低溫下可保持較好的彈性和較小的壓縮變形。根據(jù)的不同的使用環(huán)境和設計需要，可以兼顧考慮其他的材料。

14.5 實用配方

適用于線束護套的配方體系舉例（非充油型）：

15 橡膠件的技術要求

15.1 橡膠件與飯金孔配合尺寸，圓孔：橡膠件直徑應大于飯金孔直徑1mm，橢圓孔:

橡膠件的外廓尺寸應大于飯金外廓尺寸1mm；

15.2 橡膠件的公差范圍按所開孔直徑（Φ）的范圍分，如下:

Φ

6

30

120

15.3 橡膠件表面應光滑有光澤，無氣泡，無裂痕，無飛邊、毛刺等缺陷；

15.4 橡膠件應滿足-30°C—120°C溫度交變環(huán)境下，在0-50HZ頻率循環(huán)振動200個小 時，橡膠件不應出現(xiàn)斷裂、開裂，老化，漏水等缺陷；

15.5 橡膠件裝上線束后，固定到相應的飯金孔處，置于水中24小時，不應泄漏。

15.6 前艙橡膠件置于150°C環(huán)境中，70小時，表面無老化現(xiàn)象、無裂紋，室內(nèi)橡膠件 置于125°C環(huán)境中，70小時，表面無老化現(xiàn)象、無裂紋。

15.7 橡膠件與飯金配合寬度和飯金的厚度相同。

15.8 在橡膠件表面上易看到的位置標識">EPDM

15.9 要滿足線束上所有的插件都能穿過該孔，飯金孔的半徑應大于線束中最大接插件外廓圓半徑3mm以上，如下圖

15.10 插入力&拔出力

16. 橡膠件的測試規(guī)范

橡膠件的檢測和考核指標主要包括3個方面：尺寸、材料和可靠性。因此在整車試裝 階段要嚴格控制廠家產(chǎn)品的尺寸和材料，要求廠家提供尺寸檢驗報告和樣條樣塊。

尺寸檢驗報告用以核對尺寸的正確性（前期做好抽樣檢查），樣條樣塊按照相應標準 中樣條，交給公司產(chǎn)品部進行材料試驗，確保材料符合設計要求。

橡膠材料的性能確認主要包括以下幾個方面：（當客戶有標準的時候采用客戶標準，客戶無要求的時候采用以下標準）

16.1密度

標準：GB/T533—91、DIN 53479和 ISO 2781—1988

16.2 邵氏A硬度

標準：GB/T531—92、DIN 53505和 ISO 7619-1986

16.3 熱空氣老化

標準：GB3512—83、DIN 53508和 ISO 188

16.4 壓縮永久變形

標準：GB7759—91、DIN 53517和 ISO/R815

16.5 脆性溫度

標準：GB/T1682-94

16.6 耐臭氧

標準：GB7762—87、DIN53509-1 和ISO 1431/1-1980

16.7 撕裂強度

標準：GB/T529—91、DIN 53507 和 ISO 34—1979

16.8 耐磨性

標準：GB 9867—88、DIN 53516 和 ISO 4649-1985

16.9 拉伸強度/斷裂伸長率

標準：GB/T528

16.10 耐液體試驗

標準：GB/T1690-92 和ISO 1817-1985

16.11 擴孔試驗

擴孔＞3倍10min最大延伸率250%